高纯氧化硼在光电显示基板玻璃中的关键技术应用

显示技术升级对基础材料提出更高要求

随着TFT-LCD/OLED、UTG、Mini/Micro-LED、柔性显示等新型显示技术的迅猛发展,消费者对屏幕的清晰度、色彩还原度、响应速度和耐用性提出了更高要求。作为显示面板的“地基”,基板玻璃的性能直接决定了整个显示器件的可靠性与良率。而在这背后,高纯氧化硼(B₂O₃) 作为玻璃配方中的关键组分,正发挥着越来越重要的作用。

传统钠钙玻璃因热膨胀系数高、化学稳定性差,已无法满足高端显示需求。取而代之的是以硼硅酸盐玻璃为代表的高性能玻璃体系。这类玻璃具备低热膨胀、高化学稳定性、优异电绝缘性等优势,广泛应用于G6、G8.5乃至G10.5代OLED/LCD面板生产线。而氧化硼,正是这类玻璃的核心网络形成体之一。

氧化硼在玻璃结构中的作用机制

作为网络形成体,优化玻璃结构

在玻璃的非晶态结构中,氧化硼(B₂O₃)主要以[BO₃]三角平面单元构成二维网络结构,能够有效降低玻璃的软化点和熔融温度,提升熔融流动性。这一特性对于大规模玻璃熔制工艺至关重要,可显著降低能耗,提高生产效率。

同时,氧化硼的引入还能增强玻璃网络的致密性,减少自由体积,从而提升玻璃的机械强度和化学耐久性。这对于需要经历多次高温退火、薄膜沉积和刻蚀工艺的显示基板而言,意味着更高的工艺窗口和更低的缺陷率。

调控热膨胀系数,保障尺寸稳定性

在OLED面板制造过程中,基板玻璃需在300°C以上的高温环境中进行TFT(薄膜晶体管)阵列的沉积与退火。若玻璃热膨胀系数过高,极易因热应力导致翘曲、开裂或像素偏移,严重影响良率。

氧化硼的加入可显著降低玻璃的热膨胀系数(CTE),使其在高温下保持尺寸稳定。例如,在典型硼硅酸盐玻璃中,B₂O₃含量每增加5%,CTE可降低约10–15×10⁻⁷/°C。这对于实现超薄、柔性、高分辨率显示技术至关重要。

提升光学均匀性,减少视觉缺陷

高纯氧化硼还能改善玻璃的光学均匀性,减少条纹、气泡、结石等宏观缺陷。这些缺陷在高分辨率显示中会形成“Mura”现象(亮度不均),严重影响视觉体验。通过控制氧化硼的纯度与粒度分布,可确保其在玻璃熔体中快速、均匀溶解,提升熔融质量。

高纯度是性能保障的关键

金属杂质的危害不容忽视

用于光电显示的氧化硼必须达到电子级纯度。Fe、Na、K、Ca等金属杂质的存在会带来严重问题:

  • Fe₂O₃:吸收可见光,降低透光率,影响显示亮度;
  • Na₂O:易迁移离子,可能导致TFT器件漏电流增加,影响器件寿命;
  • 重金属杂质:可能引入电荷陷阱,影响电子迁移率。

因此,高纯氧化硼的杂质控制标准极为严格,通常要求Fe ≤ 50ppm,Na ≤ 200ppm,总金属杂质控制在1000ppm以下。

优硼新材料的技术优势

优硼新材料(西安)有限公司专注于高纯硼材料的研发与生产,产品涵盖电子级氧化硼、工业级氧化硼、硼酸、硼砂等系列。

我们的电子级氧化硼产品具备以下优势:

  • 高纯度:B₂O₃ ≥ 99.0%,执行企业标准 Q/TY-J08.04-2010;
  • 低杂质:Fe₂O₃ ≤ 50ppm,Na₂O ≤ 200ppm,满足高端玻璃厂要求;
  • 粒度可控:提供60目、100目、200目、325目等多种规格,适配不同熔炉工艺;
  • 包装规范:采用双层PE袋+铁桶/纸桶真空包装,防止吸潮与污染。

生产过程采用全封闭式气流粉碎、自动化包装系统,确保每一批次产品的一致性与稳定性。

应用案例与客户反馈

目前,优硼新材料的高纯氧化硼已成功应用于国内多家电子玻璃企业的基板玻璃配方中,客户覆盖OLED面板、盖板玻璃、安瓿瓶等领域。

某国内知名电子玻璃企业反馈:
“自采用优硼新材料的电子级氧化硼以来,玻璃熔融均匀性显著提升,气泡率降低15%以上,批次稳定性明显改善,有效支持了G8.5代线的稳定量产。”

此外,我们还为客户提供技术咨询服务,协助优化配方与工艺参数,帮助客户提升产品良率与竞争力。

未来展望:支持下一代显示技术发展

随着Micro-OLED、透明显示、可拉伸电子、AR/VR近眼显示等前沿技术的兴起,对基板材料的要求将进一步提升。未来,氧化硼不仅需要更高的纯度,还可能承担更多功能性角色,如:

  • 作为掺杂载体引入其他功能元素;
  • 参与新型玻璃陶瓷复合材料的构建;
  • 支持超薄柔性玻璃(UTG)的低温成型工艺。

优硼新材料将持续投入研发,开发更高纯度、更低杂质、更优粒径分布的氧化硼产品,积极参与行业技术标准制定,为显示产业的创新与国产化替代提供坚实材料支撑。

结语
在显示技术的“幕后”,是无数基础材料的精密协作。优硼新材料愿以高纯之芯,点亮中国“屏”的未来。